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Die Kraft der zwei Herzen

Beim Hybridantrieb machen Verbrennungs- und E-Motoren „gemeinsame Sache“

Die Kraft der zwei Herzen

Kernstück eines Hybriden: ein zusätzlicher E-Motor, ergänzend zum Verbrenner.

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Autos mit Hybridtechnik ist eines gemein: Egal, wie der Antrieb ausgelegt ist – er soll das Fahren effizienter und das Fahrzeug sparsamer machen sowie die Emissionswerte senken. Doch damit hören die Gemeinsamkeiten schon auf.

Grundsätzlich lässt sich nach systemarchitektonischen Grundstrukturen unterscheiden. Es gehe also darum, wie Verbrennungsmotor, E-Maschine, Generator, Batterie und Getriebe zueinander angeordnet und geschaltet seien , sagt Andreas Richter vom Competence-Center Elektromobilität der Sachverständigenorganisation Dekra.

Entsprechend spricht man von seriellen, parallelen oder leistungsverzweigten Hybridantrieben. Ordnet man die Systeme nach dem Grad ihrer Hybridisierung, spricht man zum Beispiel von Mildhybrid, Vollhybrid oder Plug-in-Hybrid.

Beim Mildhybrid unterstützt die E-Maschine den Verbrenner beim Antrieb und wirkt leistungssteigernd. Vor allem beim Anfahren und Überholen hilft der E-Motor mit. Also immer dann, wenn der Verbrennungsmotor Drehmoment erst kraftraubend aufbauen müsste, das elektrisch adhoc zur Verfügung steht. Wie bei allen Hybridsystemen sei die leitende Idee, den Verbrenner dadurch möglichst nah an seinem optimalen, also effizientesten Betriebspunkt laufen zu lassen, sagt Richter. „Insgesamt ist das Sparpotenzial aber überschaubar“, sagt Matthias Vogt, Fachreferent Elektromobilität beim ADAC. Je nach Fahrsituation arbeiten Benziner und E-Motor ergänzend, phasenweise lädt der EMotor die Batterie bei Bedarf auf. Weil beide Motoren zeitgleich agieren können, zählt der Mildhybrid zu den Parallelhybriden.

Der Vollhybrid ähnele der milden Variante, nur sei der E-Motor kräftiger und die Bordspannung höher, so Richter. Rein elektrisches, konventionelles und kombiniertes Fahren ist möglich. In Sachen Kraftstoffersparnis lohnt der Vollhybrid vor allem im Stadtverkehr. Doch die Batterie ist recht klein und die Reichweite auf wenige Kilometer begrenzt.

Bekanntestes Beispiel für diese Konstruktionsweise ist der seit 1997 gebaute Toyota Prius. Seine Technik ist laut ADAC darauf ausgelegt, Leistung und Effizienz gleichzeitig zu verbessern, indem permanent automatisch der optimale Betriebsmodus ausgewählt wird. Unterwegs agieren beide Motoren gemeinsam und wirken auf ein Getriebe. Systemarchitektonisch betrachtet könnte man den Prius und andere Vollhybride wie den Hyundai Ioniq oder den Kia Niro auch als Mischhybride bezeichnen, weil sie je nach Fahrzustand auch seriell arbeiten – der Verbrenner also die Batterie lädt und das Fahrzeug rein elektrisch fahren kann. Das Prinzip wird auch leistungsverzweigt genannt, weil es Merkmale eines seriellen und eines parallelen Hybrid hat. Zu den seriellen Hybridfahrzeugen, bei denen die Motoren nicht parallel geschaltet sind, sondern hintereinander in Reihe (seriell), zählen also auch solche mit Reichweitenverlängerer (Range Extender). „Der direkte Antrieb erfolgt in der Regel nur über den Elektromotor“, sagt Matthias Vogt vom ADAC. Der Verbrenner, oft ein hubraumkleiner Dreizylinder, werkelt im Hintergrund als kleines E-Kraftwerk. Denn seine Aufgabe besteht darin, einen Generator anzutreiben, der die Traktionsbatterie nachlädt, sobald diese leer ist. So muss das Fahrzeug nicht sofort wieder an die Steckdose.

In aller Regel wirkt der Range Extender nicht auf die Kurbelwelle und ist damit vom Antrieb entkoppelt. So läuft er stets kraftstoffsparend im optimalen Drehzahlbereich. Neben dem zeitweise damit erhältlichen BMW i3 zählt der Fisker Karma oder der erste Opel Ampera von 2012 zu den Range-Extender- Modellen.

Hybrid-Fahrzeuge, die von außen aufgeladen werden können, heißen Plug-in-Hybride. „Sie haben einen deutlich stärkeren Elektromotor und eine größere Hochvoltbatterie als Vollhybride“, sagt ADAC-Fachmann Vogt. Rein elektrisch sind sie damit schneller, um die 100 Kilometer pro Stunde sind möglich. Die zusätzliche Batteriegröße lässt Strecken zwischen 30 und 60 Kilometern zu, auch die Rekuperationsleistung ist höher. In Städten kann man sie lokal emissionsfrei fahren. Plug-in-Hybride eignen sich laut ADAC besonders für Berufspendler, wenn sie an Start und Ziel wieder aufgeladen werden können. dpa